تاثير اتوفاژي بر بقاي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمال پس از مواجهه با استرس‌هاي اكسيداتيو

Role of autophagy as a survival factor in MSCs following exposure to oxidative stress

چكيده سابقه و هدف بررسي‌ها نشان داده كه سلول‌هاي بنيادي مزانشيمال(MSC) در مدت زمان كوتاهي پس از پيوند مي‌ميرند، كه به دليل شرايط نامطلوب ريز محيط پيوندي در اثر افزايش عوامل استرسي، به ويژه استرس‌هاي اكسيداتيو، هايپوكسي و فقر غذايي مي‌باشد. به دليل اهميت موضوع، در اين مطالعه اثر اتوفاژي بر بقاي سلول‌هاي بنيادي مزانشيمال پس از مواجهه با استرس اكسيداتيو(2O2H) بررسي شد. مواد و روش‌ها در يك مطالعه تجربي، سلول‌هاي بنيادي مزانشيمي مغز استخوانMSCs)) با استفاده از فايكول جداسازي و پاساژ سلولي چهارم انتخاب شد. وجود اتوفاژي از طريق شناسايي LC3 (از اجزاي اصلي اتوفاگوزوم) با ترانسفكشن وكتور حاوي GFP-LC3 به MSCs بررسي گرديد. راپامايسين جهت القاي اتوفاژي و تري متيل آدنين(MA3) جهت مهار اتوفاژي به محيط كشت MSCs افزوده شدند. پس از طي دوره انكوباسيون، MSCs با غلظت‌هاي كشنده از 2O2H مواجه و ميزان بقاي اين سلول‌ها با روش MTT Assay ارزيابي شد. يافته‌ها نتايج نشان داد كه القاي اتوفاژي در MSCs موجب افزايش حساسيت در برابر استرس‌هاي اكسيداتيو و مهار اتوفاژي باعث افزايش مقاومت MSCs نسبت به استرس‌هاي اكسيداتيو و افزايش ميزان بقاي MSCs در مقايسه با سلول‌هاي كنترل شد. نتيجه گيري در اين مطالعه نشان داده شد كه مهار اتوفاژي در MSCs مي‌تواند به ميزان قابل توجهي بقاي سلولي را در برابر استرس‌هاي اكسيداتيو بهبود بخشد. در نتيجه استفاده از مهاركننده‌هاي اتوفاژي از قبيل MA3 در پيوند MSCs ممكن است در آينده‌اي نزديك، يك راه‌كار براي افزايش كارآمدي سلول درماني را فراهم كند.

Abstract Background and Objectives Previous studies have showed that a large percentage of Mesenchymal Stem Cells (MSCs) die in the early stages of transplantation due to oxidative streeses, hypoxia, and serum deprivation. Hence, this study was aimed to address whether induction or inhibition of autophagy would affect the viability of MSCs after exposure to oxidative stress. Materials and Methods In this descriptive study, MSCs were isolated from bone marrow with ficol and density gradient method; the fourth passage MSCs were selected in the study. Autophagy was detected by using transfection of GFP-LC3 to MSCs. Induction and inhibition of autophagy were performed by using rapamycin and 3MA, respectively. MSCs were exposed to lethal doses of H2O2 followed by cells viability evaluated with MTT assay. Results Our results revealed that the enhancement of autophagy in MSCs sensitized them against oxidative stress and inhibition of autophagy led to resistance against oxidative stress in comparison with the control cells. Conclusions Inhibition of autophagy using non genetic engineering method in MSCs enhances cell viability following exposure to the oxidative stress. This may provide a novel strategy to promote the efficiency of cell therapies following transplantation in the future.